Novità COMSOL Multiphysics^® versione 6.1

Aggiornamenti del Chemical Reaction Engineering Module

Per gli utenti del Chemical Reaction Engineering Module, la versione 6.1 di COMSOL Multiphysics^® introduce una nuova interfaccia multifisica, Dispersed Two-Phase Flow with Species Transport: un modello di contrazione del nucleo per i letti compatti e formule chimiche avanzate. Per saperne di più, continuate a leggere.

Flusso bifase disperso con trasporto di specie

La capacità di modellare il trasporto di specie chimiche e le reazioni nel flusso bifase è notevolmente migliorata dalla nuova interfaccia Dispersed Two-Phase Flow with Species Transport. Questa nuova interfaccia multifisica descrive il trasporto di specie chimiche tra due fasi costituite da gocce di liquido o bolle di gas in una fase liquida continua. La funzionalità può essere utilizzata per modellare processi di separazione, come le estrazioni liquido-liquido e lo scrubbing umido dei gas di scarico di processo. Tali sistemi bifase sono comuni sia nell'industria chimica di base che in quella fine.

Concentrazione di un soluto estratto (a sinistra) e campo di velocità della fase continua (a destra) nelle colonne di estrazione.

Modello di riduzione del nucleo per letti impaccati

Le reazioni eterogenee in letti impaccati, con reagenti in fase gassosa combinati con un reagente solido e un prodotto solido, sono spesso descritte da modelli di riduzione del nucleo. In questi processi, la reazione eterogenea inizia nella parte più esterna delle particelle solide. Quando si forma il prodotto solido, la zona di reazione si sposta verso l'interno, verso il centro delle particelle, formando un nucleo in contrazione. La funzione Packed Bed include ora l'opzione Shrinking Core model che descrive la contrazione del nucleo del reagente solido e la diffusione dei reagenti in fase gassosa attraverso lo strato esterno del prodotto solido. Ciò facilita la modellazione di processi quali la combustione di combustibili solidi con la produzione di uno strato di cenere inerte e la produzione di pellet di ossido di silicio (quarzo) dal silicio nei processi di ossidazione del silicio.

Le impostazioni del nodo Pellet mostrano la condizione Pellet Type impostata su Shrinking Core model. Il grafico mostra il monossido di carbonio (blu) e l'anidride carbonica (verde) in diverse fasi temporali, mentre si diffondono attraverso il crescente strato poroso di minerale di ferro ridotto fino al nucleo non reagito di minerale di ferro in un pellet.

Nuova visualizzazione Pellet

Il nuovo grafico Pellet consente la visualizzazione simultanea delle specie reagenti nella massa della soluzione e all'interno dei pellet porosi. Utilizzando questa nuova funzionalità, un flusso di pellet o oggetti simili può essere visualizzato sotto forma di sfere o come tre cerchi ortogonali riempiti (fette).

Concentrazione di reagenti in un reattore a letto impaccato che consiste di pellet sferici catalizzatori.

Formule chimiche avanzate

È ora possibile utilizzare formule più avanzate per le specie chimiche e le reazioni chimiche. I segni di chiusura (), [] e {} possono essere utilizzati per indicare le unità strutturali nella formula molecolare di un complesso di coordinazione, per esempio. Per migliorare la leggibilità, nella formula di reazione si possono usare nomi semplificati per indicare un'intera specie o una parte della struttura molecolare. Quando si esegue il bilanciamento della reazione, si considera la composizione e la carica completa.

Formazione del complesso Cr-EDTA a diverse temperature quando si utilizza l'EDTA per recuperare il cromo dai rifiuti del cuoio.

Migliori prestazioni delle valutazioni delle proprietà

Il miglioramento delle prestazioni delle valutazioni delle proprietà è evidente in tutti i calcoli delle proprietà, come la densità e la viscosità, nonché per le proprietà termodinamiche come la capacità termica e la pressione di vapore. I modelli in cui una parte significativa del tempo di soluzione viene impiegata per eseguire le valutazioni delle proprietà possono ora essere risolti in un tempo inferiore del 30%.

Miglioramento della funzionalità di aggiunta di specie a un sistema

La funzionalità di ricerca delle specie nel database e di aggiunta a un modello è stata ampliata e migliorata. Le specie filtrate da una ricerca possono ora essere aggiunte una alla volta utilizzando il tasto Invio. Inoltre, non è più necessario reimpostare il risultato del filtro quando viene aggiunta una specie.

Nuovi tutorial

La versione 6.1 di COMSOL Multiphysics^® introduce tre nuovi tutorial nel Chemical Reaction Engineering Module.

Evaporation of Ethanol and Water from a Wine Glass

Il campo di velocità dopo 200 s di evaporazione di etanolo e acqua da un bicchiere di vino con un contenuto alcolico del 15% in volume.

Titolo in Application Library:
ethanol_water_evaporation
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Continuous Mixer

Il processo di miscelazione all'interno di un miscelatore continuo, con una girante posizionata in modo asimmetrico, viene valutato analizzando le traiettorie di 50.000 particelle prive di massa iniettate nel miscelatore.

Titolo in Application Library:
continuous_mixer
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Crystallization of Benzoic Acid in a Mixed Suspension, Mixed Product Removal Crystallizer

Configurazione del cristallizzatore a sospensione mista, rimozione del prodotto misto (a sinistra) e distribuzioni delle dimensioni dei cristalli per gli esperimenti che producono le dimensioni dei cristalli più piccole e più grandi (a destra).

Titolo in Application Library:
benzoic_acid_crystallization
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